锂电池模型和健康状态估计方法



锂电池模型和健康状态估计方法

提出了一种新型的等效电路电池模型，并利用试验数据对该模型参数进行估计，同时介绍了估计锂电池循环次数和健康状态的方法。

将现有的锂电池模型分为电化学模型、统计模型、解析模型和等效电路模型4类。对4类锂电池模型的优缺点进行了对比分析。当选用等效电路模型对锂电池进行建模时，该模型可与其它模块化组件共存以模拟更大的系统。为确定所建立等效电路模型中的相关参数，进行了相关试验，并通过试验数据对参数进行估计。详细介绍了所需试验装置。试验使用陶氏柯卡姆生产的锂离子聚合物电池，容量11Ah。试验装置包括可编程直流电源致茂62050P、直流电子负荷器致茂63297、数据采集卡NI9206和NI9213以及系统设计软件Labview。通过试验记录锂电池的电压、电流和温度等相关参数。利用试验数据确定了等效电路电池模型，利用Simulink软件对所建立的电池模型进行仿真，仿真结果与试验数据进行对比发现，平均误差为0.422%，最大误差小于3%，两者结果较为接近，说明所建立的模型精度较高。介绍了估算循环次数的方法，并使用该循环次数对电池的健康状态进行估计。其中，基于锂电池相对容量的变化曲线和试验数据，利用拉格朗日方法建立一个表示电池循环次数与电池健康状态的8阶多项式。将该估计方法的模拟结果与真实试验结果进行对比，验证了该估计方法的有效性。

Türev Sarıkurt et al. 2014 IEEE International Energy Conference, Cavtat May 13-16, 2014.

编译：王祥